2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Smjese, kao što znamo, sastoje se od više od jedne supstance. Atmosferski zrak, morska voda, pa čak i mineralna voda su mješavine. U našem se danu mnogo više bavimo mješavinama nego čistim supstancama, čak i ako ne znamo da su neke od njih.
Da biste bolje razumjeli ovo pitanje, važno je razumjeti koncept faze, prilično jednostavan i intuitivan. Kada pogledamo uzorak i uspemo da otkrijemo ujednačen deo, sa istim karakteristikama po celoj dužini, detektujemo fazu.
Zamislimo čašu koja sadrži morsku vodu. Osim toga što znamo da se radi o mješavini, ne opažamo nikakvu razliku u uzorku, odnosno ima samo jednu fazu.
Pomislimo sada na čašu koja sadrži vodu i ulje. Znamo da se ne miješaju i lako identificiramo dio s vodom, a jedan s uljem. Taj sistem (uzorak) ima dvije faze.
Važno: Faze nisu vezane za kondiciju. Možemo, kao u primjeru vode i ulja, imati dvije tekuće faze unutar istog sistema.
Homogene mješavine
To su oni čije komponente nije lako razlikovati. Oni su savršeno ujednačeni i stoga monofazni. Primjeri: 1) Atmosferski zrak 2) Morska voda.
Heterogene mješavine
Oni su formirani od više od jedne faze. U njima smo uspjeli razlikovati više od jedne komponente. Primjeri 1) Voda i ulje – 2)Zrak i prašina+
Identifikacija homogenih i heterogenih uzoraka
Heterogene smjese se lako prepoznaju jer u većini slučajeva vizualno prepoznajemo više od jedne faze. Ali u kojima su homogeni? Kako možemo znati da li je uzorak čist ili mješavina?
Odgovor na to je kriva grijanja
Kriva grijanja je grafikon koji pokazuje temperaturne varijacije uzorka kada se zagrije ili ohladi uključujući promjene u fizičkom stanju.
Znamo da tokom promene fizičkog stanja temperatura ostaje konstantna (Q=mL) i da je tokom zagrevanja bez promene stanja njena varijacija linearna (Q=mcΔT). Dakle, kriva iznad je klasična, pokazuje dva nivoa, jedan na tački topljenja (FP) i jedan na tački ključanja (BP).
Eksperimentalno konstruišući krivulju grijanja uzorka, četiri stvari se mogu dogoditi:
- Kriva pokazuje konstantnu temperaturu na tački topljenja i ključanja
- Kriva pokazuje varijaciju temperature na tački topljenja i ostaje konstantna na tački ključanja
- Kriva pokazuje konstantnu temperaturu na tački topljenja i varijaciju temperature na tački ključanja.´
- Kada su dvije tačke (PF i PE) konstantne – slučaj 1 – uzorak odgovara čistoj tvari. U svakom drugom slučaju (2, 3 ili 4), to je miks.
Uobičajena, eutektička i azeotropna hemijska mješavina
Kada kriva pokazuje varijaciju u dvije tačke (PF i PE) kažemo da je to uobičajena mješavina. Kada je samo u jednoj od tačaka predstavljena varijacija, ta mešavina dobija nazive:
- Azeotropno: PF varira i PE ostaje konstantan
- Eutektički: PF ostaje konstantan i PE varira.
Uobičajeni primjeri ovih mješavina su voda i alkohol (za azeotropne uzorke) i led i kuhinjska so (za eutektičke mješavine).
Ukratko:
- Mješavina: formirana od više od jedne supstance
- Faza: Homogeni dio mješavine
- Interfejs: površina razdvajanja faza
- Obična (ili obična) mješavina: PF i PE variraju
- Azeotropna mješavina: Konstantni PE
- Eutektička mješavina: Konstantni PF
